2007년 10월 22일 월요일

크리스탈의 공진 주파수를 알고 싶은데요.

공진 주파수 측정을 어떻게 하는지 궁금합니다. 일반 CMOS 발진회로를 사용하지는 않을 것 같고 특별한 장비가 있나요? 제 생각에는 일반적인 CMOS 발진회로에서 CMOS만을 떼어내고
인버터의 출력 부분에 가변되는 주파수를 공급하고 인버터 출력에 직렬로 연결된 저항의
통과 전류가 최대인점이 공진 주파수 일 듯 한데요. 이렇게 하면 될까요?

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질문하신 내용은 논리발진 회로로 생각됩니다.추정과 실제는 차이가 있으므로 질문내용을 조정해서 답글을 올립니다.

1. 수정진동자의 공진주파수를 측정하는 방법 수정진동자는 수동소자이므로 외부에서 인가되는 신호들중 수정진동자의 자기발진 신호와 일치 되는 주파수에서 공진이 일어납니다. 공진주파수를 측정하는 방법에는
ⓐ Impedance Analyzer를 이용해서 측정
ⓑ Network Analyzer를 이용해서 측정하는 방법
ⓒ Vector meter로 측정하는 방법
ⓓ 피어스,콜핏츠,논리 발진뢰로를 구성해서 측정하는 방법이 있습니다.

2. 발진회로중 인버터를 이용한 측정방법
ⓐ인버터를 이용한 발진회로는 콜핏츠형 발진회로의 변형입니다.
ⓑ인버터는 CMOS(FET version)과 TTL(TR version)으로 구분하고 있습니다.
ⓒ발진회로는 궤환용인 Rf와 Load인 Rd 저항이 적용되며 Rf는 이득 또는 발진 대역과 관계되며 Rd는 damping 저항으로 Impedance matching과 관계됩니다. 즉 FET나 TR의 발진 최대 주파수 한계를 갖고있고, 주변 device와 결합해서 광대역 또는 협대역의 발진주파수를 갖게 되며 이때 발생된 범위의 주파수가 수정진동자의 자기발진 주파수와 일치될때 공진이 일어납니다.

3. 발진주파수를 조정하는 방법
ⓐ일반적으로 freq. adjustment는 발진회로에 구성된 condenser로 조정합니다.
ⓑ전압에 따라 capacitance가 가변되는 VCD를 이용해서 주파수를 조정하는 방법도 있습니다.
ⓒ피어스 CB형으로 구성된 IC에서 저항으로 주파수를 조정하는 방법도 있습니다만, 주파수 변화가 민감해 trouble이 발생될수 있습니다.

- 문제원인
1. Board에 알수없는 수정진동자가 적용되어있는데 그특성을 check하고 싶다면 전원 인가후 발진단 다음 gate에서 측정하면 그특성 check가 가능한것으로 사료 됩니다.

2. 주파수 제너레이터를 이용한 측정과 인버터로 구성된 발진단에서 특성을 측정하는 방법은 유사한 측정 방법으로 생각됩니다. 단. 인버터로 구성된 발진단에서 측정했을때는 발진단을 구성한 주변 device에 의해 pulling된 특성이 측정됩니다.

3. 공진과 발진의 개념을 엄격히 구분하면 다릅니다.

4. 그러한 개념때문에 단품의 공진특성을 평가하고 싶다면 님께서 하고자하는 방법을 다소 변경해서 측정하면 됩니다.

5. 의견
ⓐ Board에서 mount된 수정진동자를 분리합니다.
ⓑ 주파수 제너레이터의 신호를 수정진동자에 인가하고 공진특성을 chek하기 위해서는 단자망을 구성해야 됩니다. 즉 impedance matching을 위한 π-curcuit를 만들고
ⓒ 입력단에 주파수 제너레이터를 인가해서 출력단에서 공진특성을 check하면 됩니다.
ⓔ 공진은 Z≒R인 점을 참고 바랍니다.

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